Les maladies neuromusculaires sont un ensemble d'affections le plus souvent héréditaires d'une composante de l'unité motrice. L'expression principale de ces maladies est la perte de force musculaire responsable du handicap moteur.<br />Il existe un besoin de développement de moyens fiables et sensibles d'évaluation de la force musculaire appliqués aux maladies neuromusculaires.<br />Les mécanismes physiologiques de la production de force musculaire sont rappelés, les modalités de son évaluation et les applications aux maladies neuromusculaires sont décrites.<br />Les dynamomètres isocinétiques sont couramment utilisés comme outils d'évaluation de la force musculaire mais les protocoles proposés sont peu adaptés aux patients atteints de déficit d'origine neuromusculaire.<br />Nous avons développé un système d'exploitation du signal de mesure sur le dynamomètre cybex 6000® et un protocole de mesure adapté aux patients atteints de maladies neuromusculaires pour évaluer la force maximale volontaire isocinétique des fléchisseurs et extenseurs des coudes et des genoux. Une phase de développement électronique et informatique a été menée afin d'étudier les paramètres représentatifs de la force musculaire avec une meilleure précision que sur le logiciel commercialisé avec le dynamomètre. Un protocole d'évaluation a été appliqué, basé sur la comparaison de mesures effectuées en conditions identiques de mobilisation passive en situation de repos et situation d'effort maximal volontaire concentrique.<br />Une étude de faisabilité auprès de sujets atteints de polyradiculonevrite aigue a été effectuée. Une première étude de fiabilité a été menée auprès de 15 sujets atteints de maladies neuromusculaires au moyen d'un autre dynamomètre, le Biodex 3® selon un protocole équivalent. Cette étude a permis d'observer une bonne fiabilité (ICC<0.8) des mesures de moments maximal (en Nm) et de travail mécanique (en Joules) des fléchisseurs et extenseurs de genoux. La plus petite différence détectable statistiquement (SDD) était de 12Nm pour tous les sujets et de 4Nm pour les sujets ayant un testing manuel inférieur à 4. Une étude de validation contre critère a permis d'observer auprès de 38 sujets atteints de maladies neuromusculaires une bonne corrélation des paramètres isocinétiques avec les paramètres cliniques (Testing manuel standardisé et Mesure de fonction motrice (MFM)). Il existe un lien significatif entre la mesure isocinétique des extenseurs de genou et la dimension 1 (Station debout et transferts) de la MFM ainsi que le score global de la MFM (coefficient de corrélation de spearman >0,7). Une valeur de pic de couple inférieure à 40Nm pour les extenseurs de genou est prédictive d'un score fonctionnel de MFM inférieur à 75% pour la dimension D1 (station debout et transferts) et inférieur à 80% pour le score total MFM T.<br />Une étude de sensibilité au changement a été conduite auprès de 12 sujets atteints de maladies neuromusculaires lentement évolutive. Nous n'avons pas observé de changement clinique significatif au sein de cette population mais une analyse par sujet a montré une importante variabilité d'évolution et une bonne concordance d'évolution des scores fonctionnels (MFM) avec les mesures isocinétiques.

Le but de ce travail est de déterminer les liens éventuels existant entre la force et l'équilibre agoniste / antagoniste des muscles rotateurs médiaux et latéraux de l'articulation scapulohumérale, et la stabilité scapulo-humérale. La première partie de ce travail est un rappel d'anatomie fonctionnelle, de physiologie articulaire et de biomécanique de l'articulation scapulo-humérale, ainsi que des aspects pathologiques en rapport avec la problématique de sa stabilité et de son exploration. La deuxième partie propose une analyse critique de la technique d'exploration de la force musculaire par dynamométrie isocinétique, afin de déterminer un protocole d'évaluation fiable et reproductible. Ainsi, nous choisissons d'utiliser la position d'évaluation la plus reproductible et la plus adaptée pour l'évaluation de sujets pathologiques : la position assise avec 45° d'abduction dans le plan de la scapula avec correction de la gravité. La troisième partie a pour objet de rechercher, à partir d'études cliniques originales, les liens existant entre la force musculaire des rotateurs médiaux et latéraux de l'épaule et l'instabilité antérieure chronique post-traumatique d'une part, et les adaptations de cette force avec certaines sollicitations sportives d'autre part. Bien qu'un déficit de la force musculaire des rotateurs médiaux et latéraux soit associé à l'instabilité antérieure chronique, nos études ne rapportent pas d'association entre le déséquilibre agoniste/antagoniste et l'instabilité antérieure chronique. Dans le cadre de la pratique de sports sollicitant les membres supérieurs, les adaptations de la force, avec une augmentation de la force des muscles rotateurs médiaux et latéraux du côté dominant, sont inconstantes, et surtout, nos résultats ne rapportent aucun déséquilibre agoniste/antagoniste induit par la pratique sportive. En conclusion, notre travail de thèse met en évidence des adaptations de la force musculaire sans perturbation de l'équilibre agoniste/antagoniste des rotateurs médiaux et latéraux de l'articulation scapulo-humérale, associées à l'instabilité scapulo-humérale ou induites par la pratique de sports sollicitant cette articulation. Prenant en compte les limites de notre expérimentation, on peut faire l'hypothèse que les adaptations physiologiques induites par la pratique sportive n'interviendraient pas comme un mécanisme de désadaptation, ou un facteur de risque prédisposant, à l'origine des pathologies de l'articulation scapulo-humérale. Ainsi, notre conclusion serait que l'équilibre agoniste / antagoniste aurait un rôle protecteur de la stabilité articulaire ; la survenue d'un déséquilibre musculaire agoniste / antagoniste serait alors secondaire à une lésion anatomique et marquerait le signe de son évolution longue et/ou péjorative

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Le but de ce travail est de déterminer les liens éventuels existant entre la force et l’équilibre agoniste / antagoniste des muscles rotateurs médiaux et latéraux de l’articulation scapulohumérale, et la stabilité scapulo-humérale. La première partie de ce travail est un rappel d’anatomie fonctionnelle, de physiologie articulaire et de biomécanique de l’articulation scapulo-humérale, ainsi que des aspects pathologiques en rapport avec la problématique de sa stabilité et de son exploration. La deuxième partie propose une analyse critique de la technique d’exploration de la force musculaire par dynamométrie isocinétique, afin de déterminer un protocole d’évaluation fiable et reproductible. Ainsi, nous choisissons d’utiliser la position d’évaluation la plus reproductible et la plus adaptée pour l’évaluation de sujets pathologiques : la position assise avec 45° d’abduction dans le plan de la scapula avec correction de la gravité. La troisième partie a pour objet de rechercher, à partir d’études cliniques originales, les liens existant entre la force musculaire des rotateurs médiaux et latéraux de l’épaule et l’instabilité antérieure chronique post-traumatique d’une part, et les adaptations de cette force avec certaines sollicitations sportives d’autre part. Bien qu’un déficit de la force musculaire des rotateurs médiaux et latéraux soit associé à l’instabilité antérieure chronique, nos études ne rapportent pas d’association entre le déséquilibre agoniste/antagoniste et l’instabilité antérieure chronique. Dans le cadre de la pratique de sports sollicitant les membres supérieurs, les adaptations de la force, avec une augmentation de la force des muscles rotateurs médiaux et latéraux du côté dominant, sont inconstantes, et surtout, nos résultats ne rapportent aucun déséquilibre agoniste/antagoniste induit par la pratique sportive. En conclusion, notre travail de thèse met en évidence des adaptations de la force musculaire sans perturbation de l’équilibre agoniste/antagoniste des rotateurs médiaux et latéraux de l’articulation scapulo-humérale, associées à l’instabilité scapulo-humérale ou induites par la pratique de sports sollicitant cette articulation. Prenant en compte les limites de notre expérimentation, on peut faire l’hypothèse que les adaptations physiologiques induites par la pratique sportive n’interviendraient pas comme un mécanisme de désadaptation, ou un facteur de risque prédisposant, à l’origine des pathologies de l’articulation scapulo-humérale. Ainsi, notre conclusion serait que l’équilibre agoniste / antagoniste aurait un rôle protecteur de la stabilité articulaire ; la survenue d’un déséquilibre musculaire agoniste / antagoniste serait alors secondaire à une lésion anatomique et marquerait le signe de son évolution longue et/ou péjorative / The aim of this work is to determine the possible links between strength and agonist/antagonist balance of the shoulder internal and external rotators muscle, and the glenohumeral stability. The first part of this work is a reminder of functional anatomy, joint physiology and biomechanics of the glenohumeral joint, and pathological aspects related to the problem of its stability and its exploration. The second part propose a critical analysis of technical exploration of muscular strength by isokinetic dynamometer to determine a reliable and reproducible protocol. We choose to use the more reliable and more suitable position for evaluation of pathological subject: the seated position with 45° of shoulder abduction in the scapular plane, with gravity corrected. The third part is aimed to research, from original clinical studies, the relationship between shoulder internal and external rotators muscle strength and balance, and shoulder instability on the one hand, and adaptations of this strength with sports practice on the other hand. Although a deficit in rotators muscle strength is associated with recurrent anterior instability, our work reporte no association between agonist/antagonist imbalance and recurrent anterior instability. In overhead sports and sports seeking the upper limbs, adaptations of strength, with a rotator strength increase on the dominant side, are inconsistent, and most importantly, our results reporte no agonist/antagonist imbalance induced by the sports practice. In conclusion, this work highlights adaptations in strength and balance of the shoulder internal and external rotators muscle associated with the glenohumeral joint instability, or induced by the sports practice. Tacking into account the limits of our experiment, we can hypothesis that any physiological adaptations induced by sport practice would not intervene as a pathophysiological mechanisms of desadaptation, or not be considered a risk factor predisposing, to glenohumeral joint diseases. Thus, our conclusion is that the agonist/antagonist balance would have a protective role of the joint stability; the occurrence of a muscle agonist / antagonist imbalance may be secondary to an anatomical lesion and mark the sign of its long and/or pejorative evolution

La restauration fonctionnelle du membre supérieur chez l'hémiplégique séquellaire reste toujours l'objectif primordial recherché durant le processus de réhabilitation. De nos jours, les techniques émergentes de rééducation montrent de plus en plus d'efficacité et de réalisme, si elles sont accompagnées par les techniques conventionnelles et classiques. De plus, quelques idées anciennes ont évoluées vers l'utilisation du renforcement musculaire du membre atteint afin d'améliorer sa fonction motrice. En effet, le renforcement musculaire isocinétique constitue une technique potentiellement intéressante de rééducation pour des hémiplégiques. Dans le cadre de notre travail doctoral, nous avons utilisé le concept isocinétique pour réhabiliter les déficits moteurs et diagnostiquer les déficits de coordination du membre supérieur hémiplégique. En premier lieu, nous avons essayé de montrer le rôle de l'isocinétisme pour optimiser la prise en charge du membre supérieur chez l'hémiplégique. Nous avons d'abord présenté une revue de littérature sur le renforcement musculaire isocinétique après hémiplégie suite à une lésion cérébrale. Ensuite, nous avons évalué la faisabilité d'un programme basé sur ce type de renforcement, pour le coude et le poignet chez des hémiparétiques. Ainsi, l'utilité et l'efficacité de ce type de réentraînement isocinétique ont pu être mises en évidence. En second lieu, nous avons utilisé l'isocinétisme pour comprendre l'implication du rôle des afférences dans le déficit de coordination bimanuelle après accident vasculaire cérébral causant une hémiplégie. Dans l'ensemble, ces différents résultats autorisent à recommander l'outil isocinétique pour quantifier les déficits moteur et de coordination du membre supérieur chez l'hémiplégique, en vue d'une meilleure élaboration et mise en place de protocoles de rééducation isocinétique. / Functional restoration of the upper limb in sequelae hemiplegic remains the primary objective during the rehabilitation process. Nowadays, emerging rehabilitation techniques show more efficiency and realism, if they are accompanied by conventional and standard techniques. In addition, some old ideas have evolved to use the affected limb muscle strengthening to improve motor function. Indeed, the isokinetic muscle strengthening is a potentially interesting technique for rehabilitation of hemiplegic patients. As part of our doctoral work, we used the isokinetic concept to rehabilitate motor deficits and diagnose coordination deficits for hemiplegic upper limb. First, we tried to show the role of isokinetic to optimize the management of upper limb in hemiplegic patients. We firstly presented a review of literature on isokinetic muscle strengthening after hemiplegia following a brain injury. Then, we evaluated the feasibility of a training program based on this type of reinforcement for the elbow and wrist in the hemiparetic patients. Thus, the usefulness and effectiveness of this type of isokinetic exercise training have been highlighted. Second, we used the isokinetic to understand the contribution of afference-based processes to the impairment of bimanual coordination after stroke causing hemiplegia. On the whole, these results allow recommending the isokinetic tool to quantify motor and coordination deficits of upper limb in hemiplegic patients, for better development and implementation of isokinetic rehabilitation protocols.

La lombalgie est un problème de santé public induisant de nombreuses répercussions sur le plan économique et social. Le passage à la chronicité concerne moins de 10% des lombalgies, mais représente 85% des coûts liés à la prise en charge de cette pathologie. Dans ce contexte, il parait indispensable de pouvoir optimiser les programmes de réentrainement à l’effort du lombalgique chronique afin de les rendre le plus efficace et le plus pertinent possible. Ce travail de thèse a pour objectif d’évaluer les facteurs mécaniques des membres inférieurs au moyen des relations moment-vitesse dans des conditions isocinétiques. Dans une première étude, nous avons évalué les muscles extenseurs du genou et les muscles fléchisseurs et extenseurs du tronc chez des sujets lombalgiques et des sujets sains. Nous avons, ainsi mis en évidence une faiblesse significative au niveau de la force et de la puissance des muscles extenseurs du genou chez les sujets lombalgiques associée à la faiblesse musculaire du tronc classiquement évoquée pour cette population. Après avoir mis en place, dans une seconde étude, un protocole d’évaluation permettant d’établir des relations moment- et puissance-vitesse pour les muscles extenseurs et fléchisseurs de la hanche, nous avons évalué la force et la puissance de ces groupes musculaires chez des sujets lombalgiques. Les résultats ont, comme pour la première étude, mis en avant une faiblesse significative au niveau de la force et de la puissance de ces groupes musculaires, par rapport à des sujets sains, avec un déficit plus marqué au niveau des extenseurs, comme pour le tronc. L’ensemble des résultats obtenus dans le cadre de ce travail de thèse démontre qu’il est important de proposer un travail de force et de puissance au niveau des membres inférieurs pour les patients lombalgiques chroniques afin de mieux lutter contre le syndrome de déconditionnement qui touche l’ensemble des chaines musculaires des patients. / Low back pain is a public health problem inducing economical and social consequences. Chronicity involves less than 10% of low back pain, but represents 85% of the total costs related to this pathology. In this context, it seems essential to optimize chronic low back pain rehabilitation programs to make them more effective and relevant. The purpose of this phD was then to evaluate lower limbs mechanical factors using torque- and power-velocity relationships. In a first study, knee extensors muscles and trunk flexor and extensor muscles were evaluated in chronic low back pain and healthy subjects. A significant knee extensor strength and power weakness weas observed for chronic low back pain subjects, associated with the typical trunk weakness referred to this population. The second study focused on establishing a protocol allowing assessing hip flexor and extensor torque- and power-velocity relationships. This protocol was then applied to evaluate flexor and extensor hip muscles in chronic low back pain subjects. Results, in accordance with the first study, highlighted a significant strength and power weakness for hip muscle groups in chronic low back pain relative to healthy subjects, with a greater hip extensor deficit, as it is generally observed for the trunk.In conclusion, these different studies showed the importance of proposing torque and power lower limbs rehabilitation for chronic low back pain patients to better fight against the deconditioning syndrome that affects all muscular chains in this population.

L'objectif principal de ce travail de thèse était d'étudier les effets de la majoration du déficit moteur focal du quadriceps, sur les capacités locomotrices de patients hémiparétiques, présentant un genou raide à la marche, communément appelé stiff-knee gait. L'objectif secondaire était d'investiguer les relations entre la fatigue et l'hyperactivité musculaire du quadriceps, chez ces patients. Quatre études ont été menées. La première étude de ce travail a permis de mettre en évidence qu'au début d'une session d'AQM, le pattern de marche des patients hémiparétiques est influencé par une phase d'adaptation, caracterisée par une " marche prudente ", mais que le phénomène de fatigue n'est pas présent en fin d'examen. L'évaluation des effets de la majoration du déficit moteur du quadriceps, suite à un protocole de fatigue, sur les paramètres biomécaniques de la marche des patients hémiparétiques, peut donc être réalisée au moyen de l'AQM sans biais méthodologique. Ainsi, dans les études 2 et 3, la locomotion des patients a été évaluée avant et après une majoration du déficit moteur du quadriceps, induite expérimentalement par deux méthodes: soit pharmaco-induite par l'injection de toxine botulique de type-A (BoNT-A) dans le rectus femoris (RF) hyperactif (étude 2), soit résultante de la contraction répétée des extenseurs de genou, jusqu'à l'apparition de fatigue, par le biais d'un dynamomètre isocinétique (étude 3). Enfin dans l'étude 4, l'effet de la fatigue du quadriceps sur les caractéristiques de la spasticité a été évalué par le biais d'un dynamomètre isocinétique. De manière surprenante, les résultats montrent que la majoration du déficit moteur, d'une partie ou de toute partie du muscle quadriceps, induit des améliorations identiques sur les paramètres biomécaniques de la marche (spatiotemporels, cinématiques et EMG), quelle que soit la méthode utilisée (après injection de BoNT-A ou après fatigue). Une augmentation de la vitesse de marche, une augmentation de la flexion maximale de la hanche et du genou lors de la phase oscillante, ainsi qu'une réduction de l'activité inappropriée du RF, lors des phases pré-oscillante et oscillantes sont conjointement reportées. La réduction des freins mécaniques, liée à la baisse de l'activité musculaire inappropriée, semble être associée à une réorganisation compensatrice du pattern de marche, mise en place afin de contrer les effets néfastes de la majoration du déficit moteur du quadriceps et à l'origine de ces améliorations. De plus, alors que la fatigue musculaire réduit l'activité inappropriée du muscle RF, au cours d'une tache semi-automatique représentée par la marche, ses caractéristiques ne sont pas modifiées, au cours d'un étirement passif, évaluées par le biais d'un dynamomètre isocinétique. Au cours des protocoles de fatigue, la perturbation du système fusimoteur peut avoir modifiée l'excitabilité des fuseaux neuromusculaires, uniquement lors de sa sollicitation en condition dynamique (à la marche). Au regard de l'ensemble de ces résultats, il semble probable que, dans le contexte clinique, la plainte des patients de se sentir plus spastiques et plus vulnérables, en situation de majoration de leur déficit moteur du quadriceps, soit attribuée à une plus grande activité nerveuse d'origine centrale et/ou à une augmentation " effective " de la spasticité, mais présente au niveau d'autres muscles, comme les fléchisseurs plantaires de cheville.

Après avoir été contre-indiquée, l’activité physique prend une place de plus en plus importante dans la prise en charge de la sclérose en plaques (SEP). L’entraînement à intensité faible ou modérée est largement documenté, contrairement à la haute intensité. Ce travail s’est intéressé aux effets de l’entraînement en intervalle à haute intensité combiné au renforcement musculaire durant 12 semaines chez 26 patients atteints de SEP. Nos résultats indiquent que la consommation pic d’oxygène, la puissance maximale tolérée, la force isocinétique des quadriceps et ischio-jambiers, ainsi que la qualité de vie sont améliorées. Les femmes présentent des améliorations plus importantes et plus nombreuses que les hommes, cependant le niveau de handicap ne semble pas limiter les améliorations. Notre travail a permis de démontrer que l’entraînement en intervalle à haute intensité combiné au renforcement musculaire est bien toléré et permet des améliorations des capacités physiques et de la qualité de vie. / After being contraindicated, physical activity take an increasingly important place in the management of multiple sclerosis (MS). The training at mild to moderate intensity is widely documented, contrary to the high intensity training. This work has focused on the effects of high intensity interval training combined with resistance training during 12 weeks in 26 MS patients. Our results show that peak oxygen consumption, maximum tolerated power, isokinetic muscle strength in both quadriceps and hamstrings and quality of life are improved. Women show more important and more numerous improvements than men, however, the disability level does not seem to limit improvements. Our work has demonstrated that high intensity interval training combined with resistance training is well tolerated and allows physical capacities and quality of life improvements.